JP2009129630A

JP2009129630A - Medium circulating type temperature control device

Info

Publication number: JP2009129630A
Application number: JP2007301647A
Authority: JP
Inventors: Taizo Okada; 泰三岡田; Naoyuki Terunuma; 直之照沼; Hideaki Shiozawa; 秀秋塩沢; Hisaaki Yamashita; 尚晃山下
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature control device in which there is less flow rate of pure water for circulation temperature adjustment, which has superior temperature responsiveness, and in which space saving can be achieved. <P>SOLUTION: In a medium circulation type temperature control device in which in order to maintain a control object at a constant temperature, a medium in a tank for storing the medium is supplied and transferred to the control object by a pump, and in which the medium exhausted from the control object is made to return to the tank again, this is the medium circulation type temperature control device in which both a medium heating means and a medium cooling means are housed in the tank. Either one of the medium heating means and the medium cooling means has a coil shape, and the other means has a size and a shape possible to be housed in the inner core part of the coil. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は媒体循環式温調装置に関する。更に詳細には、本発明は燃料電池の電池本体（セルスタック）や加湿器などを温調するための媒体循環式温調装置に関する。 The present invention relates to a medium circulation type temperature control device. More specifically, the present invention relates to a medium circulation type temperature control device for controlling the temperature of a battery body (cell stack), a humidifier, and the like of a fuel cell.

化石燃料をエネルギー源とする機器類は燃焼排ガスとして二酸化炭素や窒素酸化物を大量に排出する。これらの排ガスは地球温暖化や光化学スモッグなどの原因物質として指摘され、社会問題となっている。 Devices that use fossil fuels as energy sources emit large amounts of carbon dioxide and nitrogen oxides as combustion exhaust gas. These exhaust gases have been pointed out as causative substances such as global warming and photochemical smog, and have become social problems.

最近、地球環境を保護するために、二酸化炭素や窒素酸化物を排出する化石燃料の代わりに、これらの汚染物質を一切排出しない水素ガスをエネルギー源とする燃料電池の開発が精力的に行われている。燃料電池は自動車などの車両の他に、様々な用途における実用化を目指して活発な研究が進められている。 Recently, in order to protect the global environment, instead of fossil fuels that emit carbon dioxide and nitrogen oxides, fuel cells that use hydrogen gas that does not emit any of these pollutants as energy sources have been vigorously developed. ing. In addition to vehicles such as automobiles, fuel cells have been actively researched for practical application in various applications.

燃料電池評価装置の一例は特開２００６−４８９８７号公報（特許文献１）に記載されている。図４は従来技術による燃料電池評価装置１００の一例の概要構成図である。燃料電池本体１０１のアノード極には燃料ガス流路１１１を介して燃料ガス（水素，Ｈ_２）が供給され、カソード極には酸化ガス流路１２１を介して酸化ガス（酸素，Ｏ_２）が供給される。酸化ガスとしては一般的に空気が使用される。燃料ガス（Ｈ_２）と酸化ガス（Ｏ_２）は各々マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１２及び１２２によって流量制御され、加湿器１１３及び１２３によって加湿され、その後、配管昇温ヒータ１１４及び１２４により加温される。電池反応後の水素オフガス（アノードオフガス）は燃料ガス排出流路１１５から気液分離器１１６に導入されて水分と気体に分離され、水分はドレンタンク１１７に貯留され、水素オフガスは分離燃料ガス排出流路１１８を通じて排気される。水素オフガスの背圧は背圧弁１１９により調圧される。酸素オフガス（カソードオフガス）も同様に、酸化ガス排出流路１２５から気液分離器１２６に導入されて水分と気体に分離され、水分はドレンタンク１２７に貯留され、酸素オフガスは分離酸化ガス排出流路１２８を通じて排気される。酸素オフガスの背圧は背圧弁１２９により調圧される。ドレンタンク１１７及び１２７内に貯留されたサンプル水は排水弁１３０及び１３１をそれぞれ開弁することにより回収されて分析試験に供され、燃料電池の性能評価が行われる。 An example of a fuel cell evaluation apparatus is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-48987 (Patent Document 1). FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional fuel cell evaluation apparatus 100. Fuel gas (hydrogen, H ₂ ) is supplied to the anode electrode of the fuel cell main body 101 via the fuel gas channel 111, and oxidizing gas (oxygen, O ₂ ) is supplied to the cathode electrode via the oxidizing gas channel 121. Supplied. Air is generally used as the oxidizing gas. The flow rates of the fuel gas (H ₂ ) and the oxidizing gas (O ₂ ) are respectively controlled by mass flow controllers (MFC) 112 and 122, humidified by humidifiers 113 and 123, and then heated by pipe heating heaters 114 and 124. The The hydrogen off-gas (anode off-gas) after the battery reaction is introduced into the gas-liquid separator 116 from the fuel gas discharge channel 115 and separated into water and gas, the water is stored in the drain tank 117, and the hydrogen off-gas is discharged from the separated fuel gas. The air is exhausted through the flow path 118. The back pressure of the hydrogen off gas is regulated by a back pressure valve 119. Similarly, the oxygen off-gas (cathode off-gas) is introduced into the gas-liquid separator 126 from the oxidizing gas discharge channel 125 and separated into moisture and gas, the moisture is stored in the drain tank 127, and the oxygen off-gas is separated into the separated oxidizing gas discharge flow. Exhaust through passage 128. The back pressure of the oxygen off gas is regulated by the back pressure valve 129. The sample water stored in the drain tanks 117 and 127 is collected by opening the drain valves 130 and 131, respectively, and subjected to an analysis test to evaluate the performance of the fuel cell.

図５は燃料電池本体１０１の代表的構成の一例を示す概要図である。符号１０２は溝状のアノード極を示し、符号１０３はアノード極に当接するアノードセパレータであり、符号１０４は溝状のカソード極を示し、符号１０５はカソード極に当接するカソードセパレータを示す。また、符号１０６はアノード側拡散層を示し、符号１０７はアノード側触媒層を示し、符号１０８はカソード側拡散層を示し、符号１０９はカソード側触媒層を示す。両触媒層の間には固体高分子イオン交換膜からなる電解質膜１１０が間挿されている。通常、燃料電池本体１０１は、電解質膜と電極との構造体及びセパレータを所定数だけ交互に積層することにより構成されたセルスタックとして使用される。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a typical configuration of the fuel cell main body 101. Reference numeral 102 denotes a groove-like anode electrode, reference numeral 103 denotes an anode separator that contacts the anode electrode, reference numeral 104 denotes a groove-like cathode electrode, and reference numeral 105 denotes a cathode separator that contacts the cathode electrode. Reference numeral 106 denotes an anode side diffusion layer, reference numeral 107 denotes an anode side catalyst layer, reference numeral 108 denotes a cathode side diffusion layer, and reference numeral 109 denotes a cathode side catalyst layer. An electrolyte membrane 110 made of a solid polymer ion exchange membrane is interposed between the two catalyst layers. Normally, the fuel cell main body 101 is used as a cell stack formed by alternately stacking a predetermined number of electrolyte membrane and electrode structures and separators.

アノード極１０２に供給された燃料ガス（Ｈ_２）は下記の（１）式に示す酸化反応を起こし、カソ−ド極１０４に供給された酸化ガス（Ｏ_２）は下記の（２）式に示す還元反応を起こし、燃料電池１０１全体としては下記の（３）式に示す起電反応が生じる。
Ｈ_２ → ２Ｈ^＋＋２ｅ⁻ ・・・（１）
（１／２）Ｏ_２＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻ → Ｈ_２Ｏ・・・（２）
Ｈ_２＋（１／２）Ｏ_２ → Ｈ_２Ｏ・・・（３） The fuel gas (H ₂ ) supplied to the anode electrode 102 undergoes an oxidation reaction expressed by the following formula (1), and the oxidizing gas (O ₂ ) supplied to the cathode electrode 104 is expressed by the following formula (2). The reduction reaction shown is caused, and the electromotive reaction shown in the following formula (3) occurs in the fuel cell 101 as a whole.
H ₂ → 2H ⁺ + 2e ⁻ (1)
_{^{(1/2) O 2 + 2H +}} + 2e - → H 2 O ··· (2)
H ₂ + (1/2) O ₂ → H ₂ O (3)

燃料電池本体１０１が電池として動作するためには、固体高分子膜１１０がアノード極１０２側の水素イオンＨ^＋をカソード極１０４の方向に透過することが必要である。ところで、水素のイオン化にあたっては、この固体高分子膜１１０のアノード極１０２側の面において十分に加湿されていることが特に重要である。このため、燃料ガスである水素Ｈ_２は水蒸気によって加湿された状態で供給されなければならない。また、固体高分子膜１１０としてパーフルオロスルホン酸系イオン交換樹脂がしばしば使用されるが、この膜は、高湿潤状態では高性能かつ高寿命を発揮するが、低加湿条件下では膜が痩せ細り、ガスリークが発生し、有害な弗素イオンが放出されるという膜劣化現象が起こることがある。このため、燃料ガスの水素Ｈ_２だけでなく、酸化ガスの空気（Ｏ_２）も加湿される。 In order for the fuel cell body 101 to operate as a battery, it is necessary that the solid polymer film 110 permeate the hydrogen ions H ⁺ on the anode electrode 102 side in the direction of the cathode electrode 104. By the way, in hydrogen ionization, it is particularly important that the surface of the solid polymer film 110 on the anode electrode 102 side is sufficiently humidified. Accordingly, hydrogen H ₂ as a fuel gas must be supplied in a state of being humidified by water vapor. In addition, perfluorosulfonic acid ion exchange resin is often used as the solid polymer membrane 110. This membrane exhibits high performance and long life in a high humidity state, but the membrane becomes thin and thin under low humidification conditions. A film deterioration phenomenon may occur in which gas leak occurs and harmful fluorine ions are released. For this reason, not only the hydrogen H _{2 of the} fuel gas but also the air (O ₂ ) of the oxidizing gas is humidified.

水素と酸素を反応させることにより直流電気エネルギーを発生させる燃料電池では、イオン導電性を維持するために、固体高分子イオン交換膜からなる電解質膜１１０を適度に加湿しておく必要がある。更に、カソード極１０４では、上記の反応による生成水が存在する一方、アノード極１０２では前記生成水が逆拡散し易いことが知られている。このため、燃料電池を氷点下などの低温で始動させようとすると、前記燃料電池内の水分が凍結していたりして、燃料電池内で所定の電気化学反応が起こり難いことが知られている。また、発電に伴い燃料電池内の温度が上昇するが、燃料電池内の温度が過度に上昇すると発電性能が低下する。従って、燃料電池を長期間安定的に運転するには、燃料電池本体１０１を一定温度に保つことが必要となる。 In a fuel cell that generates direct current electric energy by reacting hydrogen and oxygen, the electrolyte membrane 110 made of a solid polymer ion exchange membrane needs to be appropriately humidified in order to maintain ionic conductivity. Further, it is known that water produced by the above reaction is present at the cathode electrode 104, while the produced water is easily back-diffused at the anode electrode 102. For this reason, it is known that when the fuel cell is started at a low temperature such as below freezing point, moisture in the fuel cell is frozen, and a predetermined electrochemical reaction is unlikely to occur in the fuel cell. In addition, the temperature in the fuel cell increases with power generation, but if the temperature in the fuel cell increases excessively, the power generation performance decreases. Therefore, in order to stably operate the fuel cell for a long time, it is necessary to keep the fuel cell body 101 at a constant temperature.

この問題点を解決するため、図６に示すような循環温調装置により燃料電池本体（セルスタック）１０１の温度を一定に維持することが試みられている。図６において、温調水タンク（ＴＫ１）１の媒体（例えば、純水）を、ポンプ（Ｐ１）３により、媒体冷却用のインライン熱交換器（ＥＬ１）５と媒体加熱用のインラインヒータ（ＨＬ１）７を経由させ、制御対象、例えば、燃料電池本体（セルスタック）１０１などを通過させ、再び温調水タンク１に戻すことにより媒体の温度を一定に保ち、調節弁９に生じる圧力を圧力計（ＰＧ１）１１で検出して制御対象に媒体を供給する。媒体は流量計（ＦＵ１）１３及び調節弁（ＣＶ１）１５により目的の媒体流量に制御されて制御対象に供給する。制御対象に送入される媒体の圧力を圧力計（ＰＧ２）１７で、また温度を温度計（ＴＦ２）１９で測定し、制御対象から排出される媒体の圧力を圧力計（ＰＧ３）２１で、また温度を温度計（ＴＦ３）２３で測定する。更に、温調水タンク（ＴＫ１）１内の媒体温度は温度計（ＴＦ１）２５で測定される。インライン熱交換器（ＥＬ１）５から出た媒体の温度は温度計（ＴＦ４）２７で測定し、その測定値に基づき、冷却水調節弁（ＣＶ３）２９を開閉制御し、インラインヒータ（ＨＬ１）７から出た媒体の温度は温度計（ＴＦ５）３１で測定し、その測定値に基づき、インラインヒータ（ＨＬ１）７をＯＮ／ＯＦＦ制御する。温調水タンク（ＴＫ１）１内の水量は水位計（ＬＳ１）３３で測定し、その測定値に基づき、ＯＮ／ＯＦＦ弁（ＡＶ１）３５を制御する。 In order to solve this problem, an attempt has been made to maintain the temperature of the fuel cell main body (cell stack) 101 constant by a circulating temperature control device as shown in FIG. In FIG. 6, a medium (for example, pure water) in a temperature-controlled water tank (TK1) 1 is pumped by a pump (P1) 3 to an inline heat exchanger (EL1) 5 for cooling the medium and an inline heater (HL1 for heating the medium). ) 7, the control object, for example, the fuel cell main body (cell stack) 101, etc. is passed through and returned to the temperature control water tank 1 to keep the temperature of the medium constant, and the pressure generated in the control valve 9 is increased. The medium (PG1) 11 is detected and the medium is supplied to the controlled object. The medium is controlled to a target medium flow rate by a flow meter (FU1) 13 and a control valve (CV1) 15, and is supplied to a controlled object. The pressure of the medium sent to the controlled object is measured with the pressure gauge (PG2) 17, the temperature is measured with the thermometer (TF2) 19, and the pressure of the medium discharged from the controlled object is measured with the pressure gauge (PG3) 21. The temperature is measured with a thermometer (TF3) 23. Further, the medium temperature in the temperature control water tank (TK1) 1 is measured by a thermometer (TF1) 25. The temperature of the medium discharged from the in-line heat exchanger (EL1) 5 is measured by a thermometer (TF4) 27, and on the basis of the measured value, the cooling water control valve (CV3) 29 is controlled to open and close, and the in-line heater (HL1) 7 The temperature of the medium coming out of the medium is measured by a thermometer (TF5) 31, and the in-line heater (HL1) 7 is ON / OFF controlled based on the measured value. The amount of water in the temperature-controlled water tank (TK1) 1 is measured by a water level meter (LS1) 33, and the ON / OFF valve (AV1) 35 is controlled based on the measured value.

図６に示された温調装置は循環温調のための媒体としての純水流量が多く必要であり、必然的に温調水タンク１の容量も大きくなり、温度応答性が遅くなることがあった。また、最近の燃料電池及び燃料電池評価装置は一層の小型化（省スペース化）が求められているが、現状の温調装置では必ずしも満足のいく省スペース化は達成されていない。
特開２００６−４８９８７号公報 The temperature control device shown in FIG. 6 requires a large amount of pure water as a medium for circulating temperature control, and the capacity of the temperature control water tank 1 inevitably increases, and the temperature responsiveness becomes slow. there were. Further, recent fuel cells and fuel cell evaluation apparatuses are required to be further downsized (space saving), but satisfactory temperature saving is not necessarily achieved with the current temperature control apparatus.
JP 2006-48987 A

従って、本発明の目的は、循環温調のための純水流量が少なく、優れた温度応答性を有し、かつ、省スペース化を達成できる温調装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a temperature control device that has a small pure water flow rate for circulating temperature control, has excellent temperature responsiveness, and can achieve space saving.

前記課題を解決するための手段として、請求項１における発明は、制御対象を一定の温度に維持するために、媒体を貯留するためのタンク内の媒体をポンプで制御対象に給送し、制御対象から排出される媒体を再びタンク戻すことからなる媒体循環式温調装置において、前記タンク内に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を収容したことを特徴とする媒体循環式温調装置である。 As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that in order to maintain the controlled object at a constant temperature, the medium in the tank for storing the medium is fed to the controlled object by a pump and controlled. In the medium circulation type temperature control apparatus comprising returning the medium discharged from the object to the tank again, the medium circulation type temperature control apparatus is characterized in that both the medium heating means and the medium cooling means are accommodated in the tank. .

この発明によれば、温調装置の外部に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を配置する従来の装置に比べて、装置全体を小型化又は省スペース化することができる。更に、タンク内に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を収容することで、タンク内に貯留すべき媒体の量を半減させることができる。その結果、温度応答性が飛躍的に向上する。 According to this invention, compared with the conventional apparatus which arrange | positions both a medium heating means and a medium cooling means outside the temperature control apparatus, the whole apparatus can be reduced in size or space-saving. Furthermore, by accommodating both the medium heating means and the medium cooling means in the tank, the amount of medium to be stored in the tank can be halved. As a result, temperature response is dramatically improved.

前記課題を解決するための手段として、請求項２における発明は、前記媒体加熱手段又は媒体冷却手段のうちの何れか一方がコイル状の形状をしており、他方の手段が前記コイルの内心部に収納可能なサイズと形状をしていることを特徴とする請求項１記載の媒体循環式温調装置である。 As a means for solving the above-mentioned problem, in the invention according to claim 2, either one of the medium heating means or the medium cooling means has a coiled shape, and the other means is an inner portion of the coil. The medium circulation type temperature control device according to claim 1, which has a size and a shape that can be stored in the storage medium.

この発明によれば、コイルの径及び巻き数を適宜選択することにより、要求温調能力に合わせて容易に最適設計することができる。また、一方のコイル状手段の内心部に他方の手段を収納するのでタンクそのものも小型化することができ、タンク内に貯留すべき媒体の量を更に減量させることができ、その結果、温度応答性が一層向上する。 According to the present invention, by appropriately selecting the coil diameter and the number of turns, the optimum design can be easily made according to the required temperature control capability. Further, since the other means is housed in the inner part of one coil-like means, the tank itself can be reduced in size, and the amount of medium to be stored in the tank can be further reduced, resulting in a temperature response. The property is further improved.

前記課題を解決するための手段として、請求項３における発明は、燃料電池又は燃料電池評価装置で使用されることを特徴とする請求項１又は２記載の媒体循環式温調装置である。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 3 is a medium circulation type temperature control apparatus according to claim 1 or 2, which is used in a fuel cell or a fuel cell evaluation apparatus.

この発明によれば、燃料電池又は燃料電池評価装置全体を小型化又は省スペース化することができる。 According to the present invention, the entire fuel cell or fuel cell evaluation apparatus can be reduced in size or saved.

前記課題を解決するための手段として、請求項４における発明は、燃料電池又は燃料電池評価装置におけるバブリング方式の加湿器において使用され、前記加湿器は加湿器タンクを有し、該加湿器タンクは、純水を温度制御可能な液相部と、加湿ガスのための気相部と、加湿ガスをタンク外へ導き出すための導出配管を具備すると共に、前記気相部の上部に中空状ジャケット部が固設されており、前記中空状ジャケット部は、液体循環のための空洞を有する二重構造のドーム部と、該二重構造ドーム部の上部に、該二重構造ドーム部と連通して一体的に延設された筒状突起部とからなり、前記導出配管は前記二重構造ドーム部及び筒状突起部の中心部を垂直方向に貫通しており、前記中空状ジャケット部は入口と出口を有し、前記タンクの液相部内の純水を前記中空状ジャケット部の入口から送入し、出口から前記タンク内に戻すために、前記中空状ジャケット部の入口と出口はそれぞれ前記タンクに連通していることを特徴とする請求項１又は２記載の媒体循環式温調装置である。 As a means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 4 is used in a bubbling type humidifier in a fuel cell or a fuel cell evaluation device, the humidifier has a humidifier tank, and the humidifier tank is A liquid phase part capable of controlling the temperature of pure water, a gas phase part for humidifying gas, and a lead-out pipe for leading the humid gas out of the tank, and a hollow jacket part above the gas phase part The hollow jacket portion communicates with the double-structure dome portion at the upper portion of the double-structure dome portion and having a double-structure dome portion having a cavity for liquid circulation. A cylindrical projecting portion extending integrally, and the lead-out pipe passes through the center of the double structure dome portion and the cylindrical projecting portion in the vertical direction, and the hollow jacket portion is an inlet and Having an outlet, the liquid in the tank In order to send pure water in the section from the inlet of the hollow jacket section and return it from the outlet into the tank, the inlet and outlet of the hollow jacket section each communicate with the tank. It is a medium circulation type temperature control apparatus of Claim 1 or 2.

この発明によれば、媒体循環式温調装置をバブリング方式の加湿器に組み込むことにより、中空状ジャケット部を構成する、中空状の二重構造ドーム部内部と筒状突起部内部を液相部と同じ温度の純水が循環するので、気相部の温度と液相部の温度はほぼ一定になり、温度差が生じない。そのため、気相部上部において加湿ガスが結露したり、気相部外部の導出配管部分で加湿ガスが結露するような不都合な事態を効果的に防止することができる。 According to the present invention, by incorporating the medium circulation type temperature control device in the bubbling type humidifier, the hollow double-layer dome portion and the cylindrical protrusion portion are formed in the liquid phase portion. Since the pure water having the same temperature circulates, the temperature of the gas phase portion and the temperature of the liquid phase portion are almost constant, and there is no temperature difference. Therefore, it is possible to effectively prevent an unfavorable situation in which the humidified gas is condensed in the upper part of the gas phase part or the humidified gas is condensed in the lead-out piping part outside the gas phase part.

本発明の媒体循環式温調装置によれば、温調装置の外部に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を配置する従来の装置に比べて、装置全体を小型化又は省スペース化することができる。更に、タンク内に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を収容することで、タンク内に貯留すべき媒体の量を半減させることができる。その結果、温度応答性が飛躍的に向上する。また、前記媒体加熱手段又は媒体冷却手段のうちの何れか一方がコイル状の形状をしており、他方の手段が前記コイルの内心部に収納可能なサイズと形状をしているので、タンクそのものも小型化することができ、タンク内に貯留すべき媒体の量を更に減量させることができ、その結果、温度応答性が一層向上する。 According to the medium circulation type temperature control apparatus of the present invention, the entire apparatus can be reduced in size or space-saving compared with the conventional apparatus in which both the medium heating means and the medium cooling means are arranged outside the temperature control apparatus. it can. Furthermore, by accommodating both the medium heating means and the medium cooling means in the tank, the amount of medium to be stored in the tank can be halved. As a result, the temperature response is dramatically improved. In addition, since either one of the medium heating means or the medium cooling means has a coil shape, and the other means has a size and shape that can be stored in the inner core of the coil, the tank itself The size of the medium to be stored in the tank can be further reduced, and as a result, the temperature response is further improved.

以下、図面を参照しながら本発明の媒体循環式温調装置について更に詳細に説明する。図１は本発明の媒体循環式温調装置の好ましい実施態様の一例の概要構成図である。図６に示した従来の媒体循環式温調装置と同じ部材については同じ符号を用いて説明する。図１に示されるように、本発明の媒体循環式温調装置の特徴は、媒体冷却手段としての熱交換器４０及び媒体加熱手段としての挿入型ヒータ（ＨＵ１）４２が温調水タンク（ＴＫ１）１内に挿入又は収容されていることである。 Hereinafter, the medium circulating temperature controller of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a preferred embodiment of the medium circulation type temperature control device of the present invention. The same members as those in the conventional medium circulating temperature controller shown in FIG. 6 will be described using the same reference numerals. As shown in FIG. 1, the feature of the medium circulation type temperature control device of the present invention is that a heat exchanger 40 as a medium cooling means and an insertion type heater (HU1) 42 as a medium heating means have a temperature adjustment water tank (TK1). ) It is inserted or accommodated in 1.

媒体冷却手段としての熱交換器４０には流量制御のための調節弁（ＣＶ３）２９が配設されており、温調水タンク（ＴＫ１）１の温度計（ＴＦ１）の測定値に基づいてバルブの開閉量が制御される。熱交換器４０に通される冷媒は冷却水、氷スラリー又は水和物スラリーなどである。水和物スラリーは例えば、ＴＢＡＢ（テトラブチルアンモニウムブロマイド）を溶解した水溶液の冷却によって生成される微細な水和物と水溶液との混合流体である。 The heat exchanger 40 as the medium cooling means is provided with a control valve (CV3) 29 for controlling the flow rate, and the valve is based on the measured value of the thermometer (TF1) of the temperature control tank (TK1) 1. The opening and closing amount of the is controlled. The refrigerant passed through the heat exchanger 40 is cooling water, ice slurry or hydrate slurry. The hydrate slurry is, for example, a mixed fluid of fine hydrate and aqueous solution generated by cooling an aqueous solution in which TBAB (tetrabutylammonium bromide) is dissolved.

媒体加熱手段としての挿入型ヒータ４２は例えば、シーズヒータ、カートリッジヒータ又はカーボンヒータなどの防水性ヒータ類である。様々な形状に加工可能なシーズヒータが好ましい。ヒータの出力は特に限定されない。ヒータの出力は、要求される加熱温度の値を考慮して適宜選択することができる。 The insertion type heater 42 as the medium heating means is, for example, a waterproof heater such as a sheathed heater, a cartridge heater, or a carbon heater. A sheathed heater that can be processed into various shapes is preferred. The output of the heater is not particularly limited. The output of the heater can be appropriately selected in consideration of the required heating temperature value.

図２は、媒体加熱手段４２と媒体冷却手段４０のタンク内収容状態の一例を示す概要図である。図示された実施態様では、媒体冷却手段としての熱交換器４０を螺旋状又はコイル状の形状にし、媒体加熱手段としての挿入型ヒータ４２を、このコイル状熱交換器４０の内心部に収納可能なサイズの形状とする。コイル状配管の径及び巻き数は要求される冷却能力を考慮して適宜決定することができる。 FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a state in which the medium heating unit 42 and the medium cooling unit 40 are accommodated in the tank. In the illustrated embodiment, the heat exchanger 40 as the medium cooling means is formed in a spiral or coil shape, and the insertion type heater 42 as the medium heating means can be accommodated in the inner part of the coiled heat exchanger 40. Make the shape of the right size. The diameter and the number of turns of the coiled pipe can be appropriately determined in consideration of the required cooling capacity.

図２に示された実施態様では、媒体冷却手段としての熱交換器４０を螺旋状又はコイル状の形状にし、媒体加熱手段としての挿入型ヒータ４２を、このコイル状熱交換器４０の内心部に収納可能なサイズと形状としているが、本発明はこの実施態様に限定されない。媒体加熱手段を螺旋状又はコイル状の形状にし、媒体冷却手段をコイル状加熱手段の内心部に収納可能なサイズの形状とすることもできる。 In the embodiment shown in FIG. 2, the heat exchanger 40 as the medium cooling means is formed in a spiral or coil shape, and the insertion type heater 42 as the medium heating means is connected to the inner portion of the coiled heat exchanger 40. However, the present invention is not limited to this embodiment. The medium heating unit may be formed in a spiral or coil shape, and the medium cooling unit may be formed in a size that can be accommodated in the inner core of the coil heating unit.

図３は本発明の媒体循環式温調装置の使用例を示す概要図である。図３の実施態様では、燃料電池の加湿器タンク５０内に媒体加熱手段４２と媒体冷却手段４０を収容し、タンク内の純水を一定温度に維持し、ガスを加湿しながら同時に、この恒温純水をタンク上部の中空状ジャケット部５４に循環させている。図３の実施態様では、加湿器タンク５０が図１の温調水タンクに相当し、中空状ジャケット部５４が図１の制御対象に相当する。図１の温調水タンクと図３の加湿器タンク５０の相違点は、図３の加湿器タンク５０が乾燥ガスをタンク内に送入し、加湿ガスとしてタンク外へ送出する機能も有することである。最近、燃料電池の開発が進むにつれて、燃料電池評価装置の加湿性能（露点温度性能）について、静特性：±０．５℃、動特性：５分／露点温度変動１０℃と高精度高速応答がもとめられるようになった。図３に示される本発明の加湿器はこの要求性能を満たすことができる。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of use of the medium circulation type temperature control device of the present invention. In the embodiment of FIG. 3, the medium heating means 42 and the medium cooling means 40 are accommodated in the humidifier tank 50 of the fuel cell, the pure water in the tank is maintained at a constant temperature, and this constant temperature is simultaneously maintained while humidifying the gas. Pure water is circulated through the hollow jacket 54 at the top of the tank. In the embodiment of FIG. 3, the humidifier tank 50 corresponds to the temperature adjustment water tank of FIG. 1, and the hollow jacket portion 54 corresponds to the control target of FIG. 1. The difference between the temperature control water tank of FIG. 1 and the humidifier tank 50 of FIG. 3 is that the humidifier tank 50 of FIG. 3 also has a function of sending dry gas into the tank and sending it out as a humidified gas. It is. Recently, as the development of fuel cells progresses, the humidification performance (dew point temperature performance) of the fuel cell evaluation device is static characteristics: ± 0.5 ° C, dynamic characteristics: 5 minutes / dew point temperature fluctuation 10 ° C I was able to ask for it. The humidifier of the present invention shown in FIG. 3 can satisfy this required performance.

バブリング方式による加湿器の場合、加湿器出口以降のガス温度は、露点温度以上にする必要がある。配管内に露点温度以下の部位が存在すると、そこで結露が発生し、燃料電池の性能評価に悪影響を及ぼす恐れがある。図３に示される本発明の加湿器では、加湿器タンク５０の気相部５２の上部に、内部が中空状のジャケット部５４を配設することにより、加湿器出口以降のガス温度を露点温度以上に維持している。図３の加湿器において、中空状ジャケット部５４は、液体循環のための空洞を有する二重構造のドーム部５６と、該二重構造ドーム部の上部に、該二重構造ドーム部と連通して一体的に延設された筒状突起部５８とからなる。導出配管６０が中空状ジャケット部５４の中心部を垂直方向に貫通している。導出配管６０の気相部内先端にはミストセパレータ６２が取り付けられている。導出配管６０の貫通部の上部タンク寄り部分は、筒状突起部５８で覆われ、筒状突起部５８は二重構造ドーム部５６と連通して一体的に延設されている。二重構造ドーム部５６の上部に筒状突起部５８を延設することにより、ミストセパレータ６２を通過した加湿ガスが導出配管６０のタンク寄り部分で急冷されて結露するような不都合な事態を効果的に防止することができる。筒状突起部５８から燃料電池本体１０１までの導出配管部分はコイルヒータ６４により保温され、加湿ガスの結露を防止する。 In the case of a bubbling humidifier, the gas temperature after the humidifier outlet needs to be equal to or higher than the dew point temperature. If there is a portion below the dew point temperature in the pipe, condensation will occur there, which may adversely affect the performance evaluation of the fuel cell. In the humidifier of the present invention shown in FIG. 3, the gas temperature after the outlet of the humidifier is adjusted to the dew point temperature by disposing a jacket portion 54 having a hollow inside at the upper part of the gas phase portion 52 of the humidifier tank 50. Maintained above. In the humidifier of FIG. 3, the hollow jacket portion 54 communicates with the double structure dome portion at the upper portion of the double structure dome portion and a double structure dome portion 56 having a cavity for liquid circulation. And a cylindrical projection 58 extending integrally therewith. A lead-out pipe 60 passes through the center of the hollow jacket portion 54 in the vertical direction. A mist separator 62 is attached to the leading end in the gas phase portion of the outlet pipe 60. The portion near the upper tank of the penetrating portion of the outlet pipe 60 is covered with a cylindrical projection 58, and the cylindrical projection 58 communicates with the double structure dome 56 and extends integrally therewith. By extending the cylindrical projection 58 on the upper part of the double structure dome 56, the humid gas that has passed through the mist separator 62 is rapidly cooled at the portion near the tank of the outlet pipe 60 to cause condensation. Can be prevented. The lead-out piping portion from the cylindrical protrusion 58 to the fuel cell main body 101 is kept warm by the coil heater 64 to prevent dew condensation of the humidified gas.

二重構造ドーム５６の下部（好ましくは、下端部）に温調純水送入配管６６が配設され、筒状突起部５８の上部（好ましくは、上端部）に純水返戻配管６８が配設されている。タンク内の温調純水は加湿器タンク５０の下部から循環ポンプ３により温調純水送入配管６６を介して二重構造ドーム部５６に送入される。送入された温調純水は、筒状突起部５８の上端の純水返戻配管６８から加湿器タンク５０に返戻される。燃料電池稼働時は、この温調純水循環が常時行われる。従って、タンク内２の純水温度と二重構造ドーム部５６及び筒状突起部５８内の純水温度はほぼ同一になる。その結果、加湿ガスが結露せず、しかも、高精度高速応答可能な加湿性能を有するバブリング方式による加湿器として機能することができる。 A temperature-controlled pure water inlet pipe 66 is disposed at the lower part (preferably the lower end part) of the double-structure dome 56, and the pure water return pipe 68 is disposed at the upper part (preferably the upper end part) of the cylindrical projection 58. It is installed. The temperature-controlled pure water in the tank is sent from the lower part of the humidifier tank 50 to the double structure dome part 56 via the temperature-controlled pure water supply pipe 66 by the circulation pump 3. The supplied temperature-controlled pure water is returned to the humidifier tank 50 from the pure water return pipe 68 at the upper end of the cylindrical protrusion 58. This temperature-controlled pure water circulation is always performed when the fuel cell is in operation. Therefore, the pure water temperature in the tank 2 and the pure water temperature in the double structure dome portion 56 and the cylindrical protrusion 58 are substantially the same. As a result, the humidified gas does not condense, and can function as a humidifier by a bubbling method having a humidifying performance capable of high-accuracy and high-speed response.

一般的には、加湿器の露点温度は加湿器タンク５０内の液体の温度のみで決まると考えられているが、実際には加湿器タンク５０の気相部５２及びタンク上部内壁にバブリングに伴う飛沫が飛散する。この飛沫が気相部５２の温度及びタンク上部内壁の温度の影響を受けて露点温度を変動させてしまう。例えば、タンク内の液体の温度より高い時は気化量が増えて露点温度が高くなり、液相部５２の温度より低い場合は結露して露点温度が低くなる。本発明の中空状ジャケット部５４を構成する二重構造ドーム部５６及び筒状突起部５８によれば、加湿器タンク５０のタンク上部内壁温度とタンク内の液体の温度とを同一温度に制御することができ、タンク内の液体、気相部５２及びタンク上部内壁の温度が定常状態では±０．５℃以下に制御することができ、また、過渡状態においても同期して動くので、静特性：±０．５℃、動特性：５分／１０℃の要求性能が実現できる。 In general, it is considered that the dew point temperature of the humidifier is determined only by the temperature of the liquid in the humidifier tank 50. In practice, however, the vapor phase portion 52 of the humidifier tank 50 and the upper wall of the tank are accompanied by bubbling. Spray splashes. The droplets are affected by the temperature of the gas phase portion 52 and the temperature of the inner wall of the tank upper portion, thereby changing the dew point temperature. For example, when the temperature is higher than the temperature of the liquid in the tank, the amount of vaporization increases and the dew point temperature increases, and when the temperature is lower than the temperature of the liquid phase portion 52, condensation occurs and the dew point temperature decreases. According to the double-structure dome portion 56 and the cylindrical projection portion 58 constituting the hollow jacket portion 54 of the present invention, the tank upper inner wall temperature of the humidifier tank 50 and the temperature of the liquid in the tank are controlled to the same temperature. The temperature of the liquid in the tank, the gas phase part 52 and the inner wall of the upper part of the tank can be controlled to ± 0.5 ° C. or lower in the steady state, and it moves synchronously even in the transient state. : ± 0.5 ° C., dynamic characteristics: 5 min / 10 ° C. Required performance can be realized.

図３において、加湿器タンク５０内の液体貯留量は水位計（ＬＳ１）３３で測定され、その測定値に基づき、ＯＮ／ＯＦＦ弁（ＡＶ１）３５で制御される。また、加湿器タンク５０内の液体温度は温度計（ＴＦ１）２５で測定され、その測定値に基づき、熱交換器４０の冷却水（復）流量を調節弁（ＣＶ３）２９で制御する。タンク５０内の気相部５２の温度は温度計（ＴＦ６）７０で測定される。また、循環温調水の温度は温度計（ＴＦ７）７２により測定される。 In FIG. 3, the amount of liquid stored in the humidifier tank 50 is measured by a water level gauge (LS1) 33 and controlled by an ON / OFF valve (AV1) 35 based on the measured value. Further, the liquid temperature in the humidifier tank 50 is measured by a thermometer (TF1) 25, and the cooling water (return) flow rate of the heat exchanger 40 is controlled by a control valve (CV3) 29 based on the measured value. The temperature of the gas phase part 52 in the tank 50 is measured by a thermometer (TF6) 70. The temperature of the circulating temperature adjusted water is measured by a thermometer (TF7) 72.

循環純水の温度を上げるときは、挿入型ヒータ（ＨＵ１）４２を「オン」にすることで、また、循環純水の温度を下げるときは、挿入型ヒータ（ＨＵ１）４２「オフ」にして、挿入型熱交換器（ＥＵ１）４０の冷却水（復）量調節弁（ＣＶ３）２９を制御することにより対応可能である。静特性（循環純水の温度変更無しの定常状態）においては、液体温度計（ＴＦ１）２５、気相部温度計（ＴＦ６）７０及び循環純水温度計（ＴＦ７）７２（二重構造ドーム部５６への供給温度）は、ほぼ同一の値となり、静特性として±０．５℃の安定度は容易に得ることができる。挿入型ヒータ（ＨＵ１）４２及び挿入型熱交換器（ＥＵ１）４０の最適設計を行うことにより、動特性（液相部温度の変更時）を、液体温度（液体温度計２５）及び循環純水温度（循環純水温度計７２）共に、５分／１０℃以下（例えば、３分／１０℃）とすることも可能である。 To raise the temperature of the circulating pure water, the insertion type heater (HU1) 42 is turned on. To lower the temperature of the circulating pure water, the insertion type heater (HU1) 42 is turned off. This can be dealt with by controlling the cooling water (return) amount regulating valve (CV3) 29 of the insertion type heat exchanger (EU1) 40. In static characteristics (steady state without changing the temperature of circulating pure water), a liquid thermometer (TF1) 25, a vapor phase thermometer (TF6) 70, and a circulating pure water thermometer (TF7) 72 (double structure dome) The supply temperature to 56) is almost the same value, and a stability of ± 0.5 ° C. can be easily obtained as a static characteristic. By optimizing the insertion heater (HU1) 42 and the insertion heat exchanger (EU1) 40, the dynamic characteristics (at the time of changing the liquid phase temperature), the liquid temperature (liquid thermometer 25) and the circulating pure water Both the temperature (circulating pure water thermometer 72) can be set to 5 minutes / 10 ° C. or less (for example, 3 minutes / 10 ° C.).

加湿器タンク５０に供給される乾燥ガスは、散気管７４（例えば、１００μｍ程度のメッシュ）で、微細な気泡となり、液体内に放出（バブリング）される。乾燥ガスの気泡は浮力により上昇して液体内をくぐり抜ける間に飽和水蒸気を伴ったガス（露点温度≒液体温度計２５示度温度）となる。気相部５２及びミストセパレータ６２を経て、導出配管６０から加湿ガスが燃料電池本体１０１に出力される。ミストセパレータ６２は例えば、１００μｍ程度のメッシュである。 The dry gas supplied to the humidifier tank 50 becomes fine bubbles by an air diffuser 74 (for example, a mesh of about 100 μm), and is discharged (bubbled) into the liquid. The bubble of the dry gas rises due to buoyancy and becomes a gas with saturated water vapor (dew point temperature ≈ liquid thermometer 25 reading temperature) while passing through the liquid. The humidified gas is output from the outlet pipe 60 to the fuel cell main body 101 through the gas phase portion 52 and the mist separator 62. The mist separator 62 is, for example, a mesh of about 100 μm.

以上、本発明の媒体循環式温調装置を燃料電池又は燃料電池評価装置のための温調装置として説明してきたが、本発明の媒体循環式温調装置は燃料電池又は燃料電池評価装置以外の装置においても使用できる。例えば、恒温を必要とする培養器又は孵卵器や半導体関連装置における温調器としても使用できる。 As described above, the medium circulation temperature control device of the present invention has been described as a temperature control device for a fuel cell or a fuel cell evaluation device. However, the medium circulation temperature control device of the present invention is not a fuel cell or a fuel cell evaluation device. It can also be used in devices. For example, it can be used as a temperature controller in an incubator or incubator that requires constant temperature, or a semiconductor-related device.

本発明の媒体循環式温調装置の一例の概要構成図である。It is a general | schematic block diagram of an example of the medium circulation type | formula temperature control apparatus of this invention. 媒体加熱手段４２と媒体冷却手段４０のタンク内収容状態の一例を示す概要図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which a medium heating unit and a medium cooling unit 40 are accommodated in a tank. 本発明の媒体循環式温調装置の使用例を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the usage example of the medium circulation type | formula temperature control apparatus of this invention. 従来技術による燃料電池評価装置の一例の概要構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the fuel cell evaluation apparatus by a prior art. 燃料電池本体の代表的構成の一例を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows an example of the typical structure of a fuel cell main body. 従来技術による媒体循環式温調装置の一例の概要構成図である。It is a schematic block diagram of an example of the medium circulation type temperature control apparatus by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１温調水タンク
３ポンプ
５インライン熱交換器（ＥＬ１）
７インラインヒータ（ＨＬ１）
９調節弁（ＣＶ２）
１１圧力計（ＰＧ１）
１３流量計（ＦＵ１）
１５調節弁（ＣＶ１）
１７圧力計（ＰＧ２）
１９温度計（ＴＦ２）
２１圧力計（ＰＧ３）
２３温度計（ＴＦ３）
２５液体温度計（ＴＦ１）
２７温度計（ＴＦ４）
２９冷却水調節弁（ＣＶ３）
３１温度計（ＴＦ５）
３３水位計（ＬＳ１）
３５ＯＮ／ＯＦＦ弁（ＡＶ１）
４０熱交換器（ＥＵ１）
４２挿入型ヒータ（ＨＵ１）
５０加湿器タンク
５２気相部
５４中空状ジャケット部
５６二重構造ドーム部
５８筒状突起部
６０導出配管
６２ミストセパレータ
６４コイルヒータ
６６温調純水送入配管
６８純水返戻配管
７０気相部温度計（ＴＦ６）
７２循環温調水温度計（ＴＦ７）
７４散気管
１００従来技術による燃料電池評価装置
１０１燃料電池本体
１０２アノード極
１０３アノードセパレータ
１０４カソード極
１０５カソードセパレータ
１０６アノード側拡散層
１０７アノード側触媒層
１０８カソード側拡散層
１０９カソード側触媒層
１１０固体高分子膜
１１１燃料ガス流路
１２１酸化ガス流路
１１２，１２２マスフローコントローラ
１１３，１２３加湿器
１１４，１２４ヒータ
１１５燃料ガス排出流路
１２５酸化ガス排出流路
１１６，１２６気液分離器
１１７，１２７ドレンタンク
１１８分離燃料ガス排出流路
１２８分離酸化ガス排出流路
１１９，１２９背圧弁
１３０，１３１排水弁 1 Temperature Control Water Tank 3 Pump 5 Inline Heat Exchanger (EL1)
7 In-line heater (HL1)
9 Control valve (CV2)
11 Pressure gauge (PG1)
13 Flow meter (FU1)
15 Control valve (CV1)
17 Pressure gauge (PG2)
19 Thermometer (TF2)
21 Pressure gauge (PG3)
23 Thermometer (TF3)
25 Liquid thermometer (TF1)
27 Thermometer (TF4)
29 Cooling water control valve (CV3)
31 Thermometer (TF5)
33 Water level indicator (LS1)
35 ON / OFF valve (AV1)
40 Heat exchanger (EU1)
42 Insertion type heater (HU1)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 50 Humidifier tank 52 Gas phase part 54 Hollow jacket part 56 Double structure dome part 58 Cylindrical protrusion part 60 Outlet pipe 62 Mist separator 64 Coil heater 66 Temperature control pure water supply pipe 68 Pure water return pipe 70 Gas phase part Thermometer (TF6)
72 Circulating temperature controlled water thermometer (TF7)
74 Aeration tube 100 Fuel cell evaluation device 101 according to the prior art Fuel cell main body 102 Anode electrode 103 Anode separator 104 Cathode electrode 105 Cathode separator 106 Anode side diffusion layer 107 Anode side catalyst layer 108 Cathode side diffusion layer 109 Cathode side catalyst layer 110 Solid height Molecular film 111 Fuel gas channel 121 Oxidizing gas channel 112, 122 Mass flow controllers 113, 123 Humidifiers 114, 124 Heater 115 Fuel gas discharging channel 125 Oxidizing gas discharging channel 116, 126 Gas-liquid separator 117, 127 Drain tank 118 Separated fuel gas discharge channel 128 Separated oxidant gas discharge channel 119, 129 Back pressure valve 130, 131 Drain valve

Claims

制御対象を一定の温度に維持するために、媒体を貯留するためのタンク内の媒体をポンプで制御対象に給送し、制御対象から排出される媒体を再びタンク戻すことからなる媒体循環式温調装置において、前記タンク内に媒体加熱手段と媒体冷却手段の両方を収容したことを特徴とする媒体循環式温調装置。 In order to maintain the controlled object at a constant temperature, the medium circulating temperature is formed by feeding the medium in the tank for storing the medium to the controlled object with a pump, and returning the medium discharged from the controlled object to the tank again. In the adjusting device, the medium circulation type temperature adjusting device characterized in that both the medium heating means and the medium cooling means are accommodated in the tank.

前記媒体加熱手段又は媒体冷却手段のうちの何れか一方がコイル状の形状をしており、他方の手段が前記コイルの内心部に収納可能なサイズと形状をしていることを特徴とする請求項１記載の媒体循環式温調装置。 One of the medium heating means and the medium cooling means has a coil shape, and the other means has a size and a shape that can be accommodated in an inner portion of the coil. Item 2. A medium circulation type temperature controller according to Item 1.

燃料電池又は燃料電池評価装置で使用されることを特徴とする請求項１又は２記載の媒体循環式温調装置。 3. The medium circulation type temperature control device according to claim 1, wherein the temperature control device is used in a fuel cell or a fuel cell evaluation device.

燃料電池又は燃料電池評価装置におけるバブリング方式の加湿器において使用され、前記加湿器はタンクを有し、該タンクは、純水を温度制御可能な液相部と、加湿ガスのための気相部と、加湿ガスをタンク外へ導き出すための導出配管を具備すると共に、前記気相部の上部に中空状ジャケット部が固設されており、前記中空状ジャケット部は、液体循環のための空洞を有する二重構造のドーム部と、該二重構造ドーム部の上部に、該二重構造ドーム部と連通して一体的に延設された筒状突起部とからなり、前記導出配管は前記二重構造ドーム部及び筒状突起部の中心部を垂直方向に貫通しており、前記中空状ジャケット部は入口と出口を有し、前記タンクの液相部内の純水を前記中空状ジャケット部の入口から送入し、出口から前記タンク内に戻すために、前記中空状ジャケット部の入口と出口はそれぞれ前記タンクに連通していることを特徴とする請求項１又は２記載の媒体循環式温調装置。 Used in a bubbling type humidifier in a fuel cell or a fuel cell evaluation device, the humidifier has a tank, and the tank has a liquid phase part capable of controlling the temperature of pure water, and a gas phase part for humidifying gas And a discharge pipe for leading the humidified gas out of the tank, and a hollow jacket part is fixed to the upper part of the gas phase part, and the hollow jacket part has a cavity for liquid circulation. A double-structured dome portion, and a cylindrical protrusion portion integrally connected to the double-structure dome portion at the upper portion of the double-structure dome portion, and the outlet pipe is The central part of the heavy structure dome part and the cylindrical protrusion part are penetrated in the vertical direction, the hollow jacket part has an inlet and an outlet, and pure water in the liquid phase part of the tank is supplied to the hollow jacket part. The tank is fed from the entrance and the tank is exited In order to return, said hollow jacket of the inlet and outlet medium circulating temperature control apparatus according to claim 1 or 2, wherein the respectively communicating with the tank.